ABOUT THE SPEAKER
Garrett Lisi - Physicist
Physicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity.

Why you should listen

Working from principles of differential geometry, physicist Garrett Lisi is developing a new unified theory that purports to explain all the elementary particles, and gravity, in one elegant model. His theory is based on a mathematical shape called E8. With 248 symmetries, E8 is large, complex and beautiful -- and Lisi believes the relationships of its symmetries correspond to known particles and forces, including gravity.

His work, explained in his paper "An Exceptionally Simple Theory of Everything," and in an ongoing discussion on FQXi, is still on science's speculative fringe. But some physicists believe he could be pointing the way toward a truly unified theory.

More profile about the speaker
Garrett Lisi | Speaker | TED.com
TED2008

Garrett Lisi: An 8-dimensional model of the universe

加勒特里斯的大统一理论

Filmed:
1,952,456 views

物理学家兼冲浪运动员的加勒特 里斯展示了一个全新的富有争议的宇宙模型。这个模型可能解决了所有终极问题。这可能是大家能见到的最漂亮的关于基本粒子和力学的8维模型。
- Physicist
Physicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:21
Whoa, dude花花公子. Check检查 out those killer凶手 equations方程. Sweet. (Laughter笑声)
0
3000
7000
大家来看看这些吓人的方程式 爽啊
00:30
Actually其实, for the next下一个 18 minutes分钟 I'm going to do the best最好 I can
1
12000
4000
在接下来的18分钟里面 我会尽我所能
00:34
to describe描述 the beauty美女 of particle粒子 physics物理 without equations方程.
2
16000
2000
在不用方程的前提下让大家领略粒子物理的美妙
00:38
It turns out there's a lot we can learn学习 from coral珊瑚.
3
20000
2000
人们发现能在珊瑚身上学到不少东西
00:41
Coral珊瑚 is a very beautiful美丽 and unusual异常 animal动物.
4
23000
3000
珊瑚是一种极其漂亮而不平常的动物
00:44
Each coral珊瑚 head consists of thousand of individual个人 polyps息肉.
5
26000
3000
每一簇珊瑚都由成千上万的独立的珊瑚虫组成
00:48
These polyps息肉 are continually不断 budding芽接 and branching分枝
6
30000
2000
这些珊瑚虫都不停地生长 分裂
00:50
into genetically基因 identical相同 neighbors邻居.
7
32000
2000
变成基因相同的邻居
00:53
If we imagine想像 this to be a hyper-intelligent超智能 coral珊瑚,
8
35000
2000
假设这些珊瑚有超常的智商
00:55
we can single out an individual个人 and ask him a reasonable合理 question.
9
37000
4000
我们就可以抓住其中一个来问他一个简单的问题
00:59
We can ask how exactly究竟 he got to be in this particular特定 location位置
10
41000
3000
你是为什么恰好出现在这个位置呢?
01:02
compared相比 to his neighbors邻居 --
11
44000
2000
而不是周围其他地方
01:04
if it was just chance机会, or destiny命运, or what?
12
46000
3000
--这是偶然造成的 命运安排的 还是其他因素?
01:08
Now, after admonishing诫勉 us for turning车削 the temperature温度 up too high,
13
50000
3000
在通过全球变暖对我们发出警告之后
01:11
he would tell us that our question was completely全然 stupid.
14
53000
3000
他说,问这种问题真是愚蠢之极
01:15
These corals珊瑚虫 can be quite相当 kind of mean, you see,
15
57000
2000
你知道这珊瑚有时还真的不太客气
01:17
and I have surfing冲浪 scars伤疤 to prove证明 that.
16
59000
2000
我冲浪的伤痕就是证明
01:20
But this polyp息肉 would continue继续 and tell us
17
62000
1000
这个珊瑚虫接着说
01:21
that his neighbors邻居 were quite相当 clearly明确地 identical相同 copies副本 of him.
18
63000
3000
它的邻居就是和它一模一样的复制品
01:25
That he was in all these other locations地点 as well,
19
67000
1000
它和其他珊瑚合为一个整体
01:27
but experiencing经历 them as separate分离 individuals个人.
20
69000
2000
只是表现为不同的个体而已
01:30
For a coral珊瑚, branching分枝 into different不同 copies副本
21
72000
3000
对于珊瑚来说 分裂出不同个体
01:33
is the most natural自然 thing in the world世界.
22
75000
1000
是再自然不过的事情了
01:35
Unlike不像 us, a hyper-intelligent超智能 coral珊瑚 would be uniquely独特地 prepared准备
23
77000
4000
和我们不同 高智商珊瑚已具备
01:39
to understand理解 quantum量子 mechanics机械学.
24
81000
1000
理解量子力学的能力
01:42
The mathematics数学 of quantum量子 mechanics机械学 very accurately准确
25
84000
2000
量子力学通过数学方法准确描述
01:44
describes介绍 how our universe宇宙 works作品.
26
86000
1000
宇宙的运行模式
01:46
And it tells告诉 us our reality现实 is continually不断 branching分枝
27
88000
3000
它告诉我们 现实世界和珊瑚一样
01:49
into different不同 possibilities可能性, just like a coral珊瑚.
28
91000
2000
也是不同可能性的分化
01:53
It's a weird奇怪的 thing for us humans人类 to wrap our minds头脑 around,
29
95000
2000
人类很难理解这一问题
01:55
since以来 we only ever get to experience经验 one possibility可能性.
30
97000
2000
因为每个人只能经历一种人生
01:58
This quantum量子 weirdness怪事 was first described描述
31
100000
2000
这种量子力学的奇特现象最早由
02:00
by Erwin欧文 Schr薛定谔ödinger薛定谔 and his cat.
32
102000
2000
欧文 薛定谔和他的猫提出
02:02
The cat likes喜欢 this version better.
33
104000
1000
猫更青睐这个版本
02:04
(Laughter笑声)
34
106000
4000
(笑声)
02:08
In this setup建立, Schr薛定谔ödinger薛定谔 is in a box with a radioactive放射性的 sample样品
35
110000
3000
在此实验中 薛定谔待在含有放射物质的箱子里
02:11
that, by the laws法律 of quantum量子 mechanics机械学, branches分支机构 into a state
36
113000
3000
根据量子力学原理 放射物质有两种可能情况
02:14
in which哪一个 it is radiated辐射 and a state in which哪一个 it is not.
37
116000
2000
可能衰变或者不衰变
02:18
(Laughter笑声)
38
120000
4000
(笑声)
02:22
In the branch in which哪一个 the sample样品 radiates辐射,
39
124000
1000
如果粒子发生衰变,
02:23
it sets off a trigger触发 that releases发布 poison and Schr薛定谔ödinger薛定谔 is dead.
40
125000
4000
会激发连锁反应 释放毒气 薛定谔就死了
02:27
But in the other branch of reality现实, he remains遗迹 alive.
41
129000
2000
但在另一种可能中 他会活下来
02:30
These realities现实 are experienced有经验的 separately分别 by each individual个人.
42
132000
3000
每个个体只能经历其中的一种情形
02:33
As far as either can tell, the other one doesn't exist存在.
43
135000
2000
另一种可能对他来说并不存在
02:36
This seems似乎 weird奇怪的 to us, because each of us
44
138000
2000
这显得非常奇怪 因为我们
02:38
only experiences经验 an individual个人 existence存在,
45
140000
2000
只能感知自身所处的状态
02:40
and we don't get to see other branches分支机构.
46
142000
1000
而感觉不到其他状态
02:42
It's as if each of us, like Schr薛定谔ödinger薛定谔 here, are a kind of coral珊瑚
47
144000
3000
我们和薛定谔一样,如同那些
02:45
branching分枝 into different不同 possibilities可能性.
48
147000
2000
被分化成不同的状态的珊瑚
02:49
The mathematics数学 of quantum量子 mechanics机械学 tells告诉 us
49
151000
2000
量子力学用数学方法告诉我们
02:51
this is how the world世界 works作品 at tiny scales.
50
153000
2000
这就是微观世界的法则
02:53
It can be summed总结 up in a single sentence句子:
51
155000
2000
用一句话来概括:
02:56
Everything that can happen发生, does.
52
158000
2000
一切可能发生的事情 都在发生
02:58
That's quantum量子 mechanics机械学.
53
160000
2000
这就是量子力学
03:00
But this does not mean everything happens发生.
54
162000
2000
但是这并不代表任何事情都会发生
03:02
The rest休息 of physics物理 is about describing说明 what can happen发生
55
164000
3000
物理学的其他方向则描述哪些可以发生
03:05
and what can't.
56
167000
1000
哪些不可以
03:07
What physics物理 tells告诉 us is that everything comes down to geometry几何
57
169000
3000
物理学告诉我们 一切都可用几何学
03:10
and the interactions互动 of elementary初级 particles粒子.
58
172000
2000
和基本粒子的相互作用来解释
03:12
And things can happen发生 only if these interactions互动
59
174000
3000
只有在这些相互作用恰到平衡的时候
03:15
are perfectly完美 balanced均衡.
60
177000
1000
事情才有可能发生
03:19
Now I'll go ahead and describe描述 how we know about these particles粒子,
61
181000
2000
现在我将讲述我们对这些粒子的认识
03:21
what they are and how this balance平衡 works作品.
62
183000
3000
它们是什么 平衡机制如何运作
03:25
In this machine, a beam光束 of protons质子 and anti-protons反质子
63
187000
3000
在此装置中,一簇质子和一簇反质子
03:28
are accelerated加速 to near the speed速度 of light
64
190000
2000
被加速到接近光速的速度
03:30
and brought together一起 in a collision碰撞, producing生产 a burst爆裂 of pure energy能源.
65
192000
3000
然后迎头相撞,产生出一股巨大的纯能量
03:34
This energy能源 is immediately立即 converted转换 into a spray喷雾
66
196000
2000
这些能量迅速转化
03:36
of subatomic亚原子 particles粒子,
67
198000
1000
以亚原子形式喷射出来
03:38
with detectors探测器 and computers电脑 used to figure数字 out their properties性能.
68
200000
2000
周围的检测仪和电脑将对他们的性质加以分析
03:41
This enormous巨大 machine -- the large Hadron强子 Collider对撞机
69
203000
2000
这个位于日内瓦欧核中心的巨型机器名叫
03:43
at CERNCERN in Geneva日内瓦 --
70
205000
2000
大型强子对撞机
03:45
has a circumference圆周 of 17 miles英里
71
207000
1000
周长17英里,
03:46
and, when it's operating操作, draws five times as much power功率
72
208000
2000
运转时消耗的能量相当于
03:48
as the city of Monterey蒙特雷.
73
210000
2000
蒙特利尔全市用电量的5倍
03:51
We can't predict预测 specifically特别 what particles粒子 will be produced生成
74
213000
3000
我们无法精确预测 哪些粒子
03:54
in any individual个人 collision碰撞.
75
216000
1000
会在每次对撞后产生
03:56
Quantum量子 mechanics机械学 tells告诉 us all possibilities可能性 are realized实现.
76
218000
2000
量子力学告诉我们一切皆有可能
03:59
But physics物理 does tell us what particles粒子 can be produced生成.
77
221000
3000
但物理学告诉我们哪些粒子有可能产生
04:03
These particles粒子 must必须 have just as much mass and energy能源
78
225000
2000
这些产生的粒子的质量和能量
04:05
as is carried携带的 in by the proton质子 and anti-proton反质子.
79
227000
2000
必须和质子和反质子的守恒
04:09
Any particles粒子 more massive大规模的 than this energy能源 limit限制
80
231000
2000
任何质量超过了这一限制的粒子
04:11
aren't produced生成, and remain invisible无形 to us.
81
233000
2000
都不会出现,因此我们不会看到。
04:15
This is why this new particle粒子 accelerator加速器 is so exciting扣人心弦.
82
237000
3000
这个新型粒子加速器令人无比兴奋的原因就在于
04:18
It's going to push this energy能源 limit限制 seven times
83
240000
2000
它达到的能量极限
04:20
beyond what's ever been doneDONE before,
84
242000
1000
是以前的7倍多
04:22
so we're going to get to see some new particles粒子 very soon不久.
85
244000
2000
所以我们很快会看到新的粒子
04:26
But before talking about what we might威力 see,
86
248000
1000
在讨论未知粒子之前
04:27
let me describe描述 the particles粒子 we already已经 know of.
87
249000
2000
我先介绍下那些已知的粒子。
04:31
There's a whole整个 zoo动物园 of subatomic亚原子 particles粒子.
88
253000
2000
亚原子多得都可以组建动物园了
04:33
Most of us are familiar with electrons电子.
89
255000
2000
大部分人都知道电子
04:35
A lot of people in this room房间 make a good living活的
90
257000
1000
在座的各位的工作有不少
04:36
pushing推动 them around.
91
258000
1000
和它密切相关
04:37
(Laughter笑声)
92
259000
3000
(笑声)
04:40
But the electron电子 also has a neutral中性 partner伙伴 called the neutrino中微子,
93
262000
2000
电子有个不带电的伙伴叫做中微子,
04:42
with no electric电动 charge收费 and a very tiny mass.
94
264000
3000
不带电,质量极小。
04:46
In contrast对比, the up-and-down上和下 quarks夸克 have very large masses群众,
95
268000
3000
与此相反,上夸克和下夸克质量很大
04:49
and combine结合 in threes三分 to make the protons质子 and neutrons中子
96
271000
2000
把三者合在一起就得到
04:51
inside atoms原子.
97
273000
1000
原子里的质子和中子。
04:53
All of these matter particles粒子 come in left-剩下- and right-handed右手 varieties品种,
98
275000
2000
这些粒子分为两类 左旋和右旋
04:55
and have anti-particle反粒子 partners伙伴 that carry携带 opposite对面 charges收费.
99
277000
3000
而且它们都有携带相反电荷的反粒子
05:01
These familiar particles粒子 also have less familiar
100
283000
1000
这些熟悉的粒子还有我们不太熟悉的
05:02
second第二 and third第三 generations, which哪一个 have the same相同 charges收费 as the first
101
284000
4000
第二代和第三代 电量和第一代相同
05:06
but have much higher更高 masses群众.
102
288000
2000
但质量大很多
05:10
These matter particles粒子 all interact相互作用 with the various各个 force particles粒子.
103
292000
3000
粒子通过基本力相互作用
05:13
The electromagnetic电磁 force interacts交互 with electrically charged带电 matter
104
295000
3000
电磁力通过光子和带电物质
05:16
via通过 particles粒子 called photons光子.
105
298000
2000
相互作用
05:18
There is also a very weak force called, rather unimaginativelyunimaginatively,
106
300000
3000
还有一种十分微弱的力很直接的叫做弱力
05:21
the weak force, that interacts交互
107
303000
3000
这个力只和
05:24
only with left-handed左撇子 matter.
108
306000
2000
左旋的物质相作用
05:27
The strong强大 force acts行为 between之间 quarks夸克 which哪一个 carry携带
109
309000
2000
夸克以色荷为载体
05:29
a different不同 kind of charge收费, called color颜色 charge收费,
110
311000
2000
通过强力相互作用
05:31
and come in three different不同 varieties品种: red, green绿色 and blue蓝色.
111
313000
3000
色荷分三种 红 绿 蓝
05:34
You can blame Murray穆雷 Gell-Mann盖尔曼 for these names --
112
316000
2000
这都是默里 盖尔曼的错
05:36
they're his fault故障.
113
318000
1000
名字是他起的
05:38
Finally最后, there's the force of gravity重力, which哪一个 interacts交互 with matter
114
320000
3000
最后就是重力 通过质量和旋转
05:41
via通过 its mass and spin.
115
323000
2000
作用于物体
05:44
The most important重要 thing to understand理解 here
116
326000
2000
最重要的是
05:46
is that there's a different不同 kind of charge收费 associated相关
117
328000
2000
每一种力都对应有
05:48
with each of these forces军队.
118
330000
1000
不同的载荷
05:50
These four different不同 forces军队 interact相互作用 with matter
119
332000
2000
四种力通过各自粒子所携带的载荷
05:52
according根据 to the corresponding相应 charges收费 that each particle粒子 has.
120
334000
3000
和物质发生作用
05:57
A particle粒子 that hasn't有没有 been seen看到 yet然而, but we're pretty漂亮 sure exists存在,
121
339000
2000
有一种我们没见过但确信存在的粒子
05:59
is the Higgs希格斯 particle粒子, which哪一个 gives masses群众 to all these other particles粒子.
122
341000
4000
称为希格斯粒子 它使所有粒子有了质量
06:04
The main主要 purpose目的 of the Large Hadron强子 Collider对撞机
123
346000
1000
大型强子对撞机的主要目的
06:05
is to see this Higgs希格斯 particle粒子, and we're almost几乎 certain某些 it will.
124
347000
3000
是发现希格斯粒子 我们确信可以做到
06:09
But the greatest最大 mystery神秘 is what else其他 we might威力 see.
125
351000
3000
但最大的奥秘在于我们还能看到什么
06:13
And I'm going to show显示 you one beautiful美丽 possibility可能性
126
355000
2000
我会在演讲最后向你们展示
06:15
towards the end结束 of this talk.
127
357000
1000
美好的蓝图
06:19
Now, if we count计数 up all these different不同 particles粒子
128
361000
1000
现在 如果我们用不同的自旋和载荷
06:20
using运用 their various各个 spins自旋 and charges收费, there are 226.
129
362000
4000
计算所有可能的粒子 共有226种
06:25
That's a lot of particles粒子 to keep track跟踪 of.
130
367000
1000
数目大得惊人
06:27
And it seems似乎 strange奇怪 that nature性质 would have
131
369000
2000
大自然拥有这么多的基本粒子
06:29
so many许多 elementary初级 particles粒子.
132
371000
2000
是多么奇妙啊
06:32
But if we plot情节 them out according根据 to their charges收费,
133
374000
2000
但如果我们按他们各自的载荷把他们画出来
06:34
some beautiful美丽 patterns模式 emerge出现.
134
376000
2000
会出现一些美丽的图案
06:38
The most familiar charge收费 is electric电动 charge收费.
135
380000
2000
我们最熟悉的载荷是电荷。
06:41
Electrons电子 have an electric电动 charge收费, a negative one,
136
383000
2000
电子拥有一个负电荷。
06:43
and quarks夸克 have electric电动 charges收费 in thirds三分之二.
137
385000
2000
而夸克拥有1/3的电荷。
06:45
So when two up quarks夸克 and a down quark夸克 are combined结合
138
387000
2000
由2个上夸克和1个下夸克
06:47
to make a proton质子, it has a total electric电动 charge收费 of plus one.
139
389000
3000
生成的质子有一个正电荷
06:51
These particles粒子 also have anti-particles反粒子, which哪一个 have opposite对面 charges收费.
140
393000
3000
粒子还有极性相反的反粒子。
06:55
Now, it turns out the electric电动 charge收费 is actually其实
141
397000
1000
我们发现电荷实际上
06:56
a combination组合 of two other charges收费:
142
398000
3000
是另两种载荷的结合
06:59
hypercharge超荷 and weak charge收费.
143
401000
2000
超荷和弱荷
07:02
If we spread传播 out the hypercharge超荷 and weak charge收费
144
404000
1000
如果我们把超荷和弱荷分开
07:03
and plot情节 the charges收费 of particles粒子 in this two-dimensional二维 charge收费 space空间,
145
405000
5000
在这个二维载荷空间上画出粒子的载荷
07:08
the electric电动 charge收费 is where these particles粒子 sit
146
410000
2000
电荷就在这些粒子的
07:10
along沿 the vertical垂直 direction方向.
147
412000
2000
垂直方向上
07:13
The electromagnetic电磁 and weak forces军队 interact相互作用 with matter
148
415000
2000
电磁力和弱力通过超荷和弱荷
07:15
according根据 to their hypercharge超荷 and weak charge收费,
149
417000
2000
与物质相互作用
07:17
which哪一个 make this pattern模式.
150
419000
1000
从而形成这一图案
07:19
This is called the Unified统一 Electroweak弱电 Model模型,
151
421000
1000
我们称之为电弱统一模型
07:20
and it was put together一起 back in 1967.
152
422000
3000
于1967年提出
07:24
The reason原因 most of us are only familiar with electric电动 charge收费
153
426000
2000
因为希格斯粒子的缘故 我们只对电荷有了解
07:26
and not both of these is because of the Higgs希格斯 particle粒子.
154
428000
3000
却不知道超荷和弱荷
07:30
The Higgs希格斯, over here on the left, has a large mass
155
432000
3000
左边的希格斯粒子质量很大
07:33
and breaks休息 the symmetry对称 of this electroweak弱电 pattern模式.
156
435000
2000
打破了电弱图案的对称性
07:36
It makes品牌 the weak force very weak
157
438000
1000
通过给弱子较大的质量
07:37
by giving the weak particles粒子 a large mass.
158
439000
2000
使弱力更加弱
07:39
Since以来 this massive大规模的 Higgs希格斯 sits坐镇 along沿 the horizontal direction方向
159
441000
3000
由于大量的希格斯粒子在水平方向分布
07:42
in this diagram, the photons光子 of electromagnetism电磁 remain massless无质量
160
444000
4000
产生电磁力的光子仍然没有质量
07:46
and interact相互作用 with electric电动 charge收费 along沿 the vertical垂直 direction方向
161
448000
2000
而且在载荷空间中和电荷
07:48
in this charge收费 space空间.
162
450000
1000
相互作用
07:52
So the electromagnetic电磁 and weak forces军队 are described描述
163
454000
2000
所以电磁力和弱力在这个二维空间中
07:54
by this pattern模式 of particle粒子 charges收费 in two-dimensional二维 space空间.
164
456000
3000
通过粒子载荷的图案表示出来
07:58
We can include包括 the strong强大 force by spreading传播 out
165
460000
2000
我们可以把强力沿两个载荷的方向表示出来
08:00
its two charge收费 directions方向 and plotting绘制 the charges收费
166
462000
3000
然后将载荷用夸克形式
08:03
of the force particles粒子 in quarks夸克 along沿 these directions方向.
167
465000
3000
沿这两个方向画出来
08:07
The charges收费 of all known已知 particles粒子 can be plotted绘制
168
469000
2000
所有已知粒子的载荷可以
08:09
in a four-dimensional四维 charge收费 space空间, and projected预计 down
169
471000
3000
在四维空间中画出来 然后投影到
08:12
to two dimensions尺寸 like this so we can see them.
170
474000
2000
二维空间 以便我们能观察到
08:15
Whenever每当 particles粒子 interact相互作用, nature性质 keeps保持 things in a perfect完善 balance平衡
171
477000
3000
无论粒子如何作用 自然会在这四个载荷方向上
08:18
along沿 all four of these charge收费 directions方向.
172
480000
2000
保持完美的平衡
08:21
If a particle粒子 and an anti-particle反粒子 collide碰撞, it creates创建 a burst爆裂 of energy能源
173
483000
3000
一个粒子如果和它的反粒子相撞 会产生能量
08:24
and a total charge收费 of zero in all four charge收费 directions方向.
174
486000
3000
四个电荷方向的载荷叠加变为零
08:28
At this point, anything can be created创建 as long as it has
175
490000
3000
这样 只要保持能量相同和载荷总量为零
08:31
the same相同 energy能源 and maintains维持 a total charge收费 of zero.
176
493000
2000
可以产生任何物质
08:34
For example, this weak force particle粒子 and its anti-particle反粒子
177
496000
3000
比如说 这个弱子和它的反粒子
08:37
can be created创建 in a collision碰撞.
178
499000
2000
可以在碰撞中产生
08:39
In further进一步 interactions互动, the charges收费 must必须 always balance平衡.
179
501000
3000
在之后的相互作用中 载荷必须保持平衡
08:42
One of the weak particles粒子 could decay衰变 into an electron电子
180
504000
3000
一个弱子可以衰退成一个电子
08:45
and an anti-neutrino反中微子,
181
507000
2000
和一个反中微子
08:47
and these three still add to zero total charge收费.
182
509000
3000
而这三个的总载荷仍然是零
08:50
Nature性质 always keeps保持 a perfect完善 balance平衡.
183
512000
2000
大自然总是会保持完美的平衡
08:53
So these patterns模式 of charges收费 are not just pretty漂亮.
184
515000
2000
所以这些电荷的图案不仅漂亮
08:55
They tell us what interactions互动 are allowed允许 to happen发生.
185
517000
3000
还告诉我们 什么样的相互作用是符合规则的
08:58
And we can rotate回转 this charge收费 space空间 in four dimensions尺寸
186
520000
3000
如果在四维空间中旋转载荷空间
09:01
to get a better look at the strong强大 interaction相互作用,
187
523000
2000
可以从更好的角度观察强相互作用
09:03
which哪一个 has this nice不错 hexagonal六角形 symmetry对称.
188
525000
2000
也就是这个美丽的对称六角形结构
09:06
In a strong强大 interaction相互作用, a strong强大 force particle粒子, such这样 as this one,
189
528000
4000
在强相互作用中 强子 比如说这个
09:10
interacts交互 with a colored有色 quark夸克, such这样 as this green绿色 one,
190
532000
3000
会和色夸克相互作用 比如这个绿夸克
09:13
to give a quark夸克 with a different不同 color颜色 charge收费 -- this red one.
191
535000
4000
这样的作用会让夸克带上不同的色荷 比如这个红夸克
09:18
And strong强大 interactions互动 are happening事件 millions百万 of times
192
540000
2000
强相互作用每秒钟会在我们身体的
09:20
each second第二 in every一切 atom原子 of our bodies身体,
193
542000
3000
每个原子里发生上百万次
09:23
holding保持 the atomic原子 nuclei原子核 together一起.
194
545000
2000
使原子核保持一体
09:27
But these four charges收费 corresponding相应 to three forces军队
195
549000
3000
但是和三种力相对应的这四种载荷
09:30
are not the end结束 of the story故事.
196
552000
1000
还不是终点
09:32
We can also include包括 two more charges收费
197
554000
1000
我们还可以根据重力
09:33
corresponding相应 to the gravitational引力 force.
198
555000
2000
导入两个载荷
09:35
When we include包括 these, each matter particle粒子
199
557000
3000
导入后 每个粒子会有
09:38
has two different不同 spin charges收费, spin-up旋转起来 and spin-down降速.
200
560000
3000
自旋向上和自旋向下两种自旋载荷
09:42
So they all split分裂, and give a nice不错 pattern模式
201
564000
2000
若把它们全部分开 会在六维载荷空间中
09:44
in six-dimensional六维 charge收费 space空间.
202
566000
2000
形成漂亮的图案
09:46
We can rotate回转 this pattern模式 in six dimensions尺寸,
203
568000
2000
在六维空间中将这个图案进行旋转
09:48
and see that it's quite相当 pretty漂亮.
204
570000
2000
我们会发现它十分漂亮
09:53
Right now, this pattern模式 matches火柴 our best最好 current当前 knowledge知识
205
575000
4000
这个图案把我们已知的
09:57
of how nature性质 is built内置 at the tiny scales
206
579000
2000
自然界在微观世界中的粒子组成
09:59
of these elementary初级 particles粒子.
207
581000
1000
完全呈现出来了
10:01
This is what we know for certain某些.
208
583000
2000
这是我们能确定的
10:03
Some of these particles粒子 are at the very limit限制
209
585000
1000
其中的一些粒子
10:04
of what we've我们已经 been able能够 to reach达到 with experiments实验.
210
586000
2000
在实验中很难看到
10:07
From this pattern模式, we already已经 know the particle粒子 physics物理
211
589000
3000
从这个图案中 我们了解了微观世界的粒子组成
10:10
of these tiny scales. The way the universe宇宙 works作品
212
592000
3000
宇宙在这种微观世界中的运行模式
10:13
with these tiny scales is very beautiful美丽.
213
595000
3000
是异常美丽的
10:17
But now I'm going to discuss讨论 some new and old ideas思路
214
599000
2000
接下去 我想讲一下关于未知领域的
10:19
about things we don't know yet然而.
215
601000
1000
一些新老观念
10:22
We want to expand扩大 this pattern模式 using运用 mathematics数学 alone单独,
216
604000
2000
我们把这个图案用数学方法进一步扩展
10:24
and see if we can get our hands on the whole整个 enchilada安吉拉卷.
217
606000
3000
看看能不能俯瞰全貌
10:27
We want to find all the particles粒子 and forces军队
218
609000
2000
我们希望找到构成宇宙的
10:29
that make a complete完成 picture图片 of our universe宇宙.
219
611000
2000
所有种类的粒子和力
10:32
And we want to use this picture图片 to predict预测 new particles粒子
220
614000
2000
然后在获得更高能量进行实验之前
10:34
that we'll see when experiments实验 reach达到 higher更高 energies能量.
221
616000
2000
用这幅图案预测新的粒子
10:39
So there's an old idea理念 in particle粒子 physics物理
222
621000
2000
量子物理学的旧观念认为
10:41
that this known已知 pattern模式 of charges收费, which哪一个 is not very symmetric对称,
223
623000
4000
这个不对称的载荷图案
10:45
could emerge出现 from a more perfect完善 pattern模式 that gets得到 broken破碎 --
224
627000
3000
源于一个更完美的图案
10:49
similar类似 to how the Higgs希格斯 particle粒子 breaks休息 the electroweak弱电 pattern模式
225
631000
2000
跟希格斯粒子使电弱图案分裂
10:51
to give electromagnetism电磁.
226
633000
1000
产生电磁力是一个道理
10:53
In order订购 to do this, we need to introduce介绍 new forces军队
227
635000
3000
因此 我们要导入含有新的载荷方向的
10:56
with new charge收费 directions方向.
228
638000
2000
新的力
11:00
When we introduce介绍 a new direction方向, we get to guess猜测
229
642000
2000
在导入新方向的时候 我们要猜测
11:02
what charges收费 the particles粒子 have along沿 this direction方向,
230
644000
3000
在这个方向上粒子带有什么样的载荷
11:05
and then we can rotate回转 it in with the others其他.
231
647000
1000
然后我们就能让它和其他粒子一起旋转
11:08
If we guess猜测 wisely明智, we can construct构造 the standard标准 charges收费
232
650000
3000
如果猜对的话 我们就可以在六维载荷空间中
11:11
in six charge收费 dimensions尺寸 as a broken破碎 symmetry对称
233
653000
3000
构造标准载荷集 作为更完美的
11:14
of this more perfect完善 pattern模式 in seven charge收费 dimensions尺寸.
234
656000
3000
七维载荷空间图案的非对称子集
11:18
This particular特定 choice选择 corresponds对应 to a grand盛大 unified统一 theory理论
235
660000
3000
这种粒子选择方法由帕蒂和萨拉姆在1973年提出
11:21
introduced介绍 by Pati帕蒂 and Salam萨拉姆 in 1973.
236
663000
3000
它是大统一理论的一种探索
11:24
When we look at this new unified统一 pattern模式,
237
666000
3000
在我们看到这个新的合成图案时
11:27
we can see a couple一对 of gaps空白 where particles粒子 seem似乎 to be missing失踪.
238
669000
3000
发现有些空间应该有粒子 却空出来了
11:31
This is the way theories理论 of unification统一 work.
239
673000
2000
这是统一理论的研究方式
11:34
A physicist物理学家 looks容貌 for larger, more symmetric对称 patterns模式
240
676000
2000
物理学家将已有的结构作为子集
11:36
that include包括 the established既定 pattern模式 as a subset子集.
241
678000
3000
探索更大 更对称的结构
11:40
The larger pattern模式 allows允许 us to predict预测 the existence存在
242
682000
2000
这个更大的结构可以让我们预测那些
11:42
of particles粒子 that have never been seen看到.
243
684000
2000
实际存在 却没有被观察到的粒子
11:45
This unification统一 model模型 predicts预测 the existence存在 of these two
244
687000
3000
这个统一模型推测出了这两种新子
11:48
new force particles粒子, which哪一个 should act法案 a lot like the weak force,
245
690000
4000
对应的粒子 它们应该和弱力很相似
11:52
only weaker较弱.
246
694000
1000
但是效果更弱
11:54
Now we can rotate回转 this set of charges收费 in seven dimensions尺寸
247
696000
2000
现在可以在七维空间中旋转这个载荷集
11:56
and consider考虑 an odd fact事实 about the matter particles粒子:
248
698000
3000
同时考虑一下关于粒子的奇怪现象:
11:59
the second第二 and third第三 generations of matter
249
701000
3000
在六维载荷空间中
12:02
have exactly究竟 the same相同 charges收费 in six-dimensional六维 charge收费 space空间
250
704000
3000
物质的第二代和第三代 拥有和第一代物质
12:05
as the first generation.
251
707000
2000
相同的载荷
12:08
These particles粒子 are not uniquely独特地 identified确定 by their six charges收费.
252
710000
2000
这些粒子通过对应的六个载荷无法一一识别
12:12
They sit on top最佳 of one another另一个 in the standard标准 charge收费 space空间.
253
714000
2000
在标准载荷空间上 他们会彼此叠加
12:16
However然而, if we work in eight-dimensional八维 charge收费 space空间,
254
718000
3000
然而 在八维载荷空间中
12:19
then we can assign分配 unique独特 new charges收费 to each particle粒子.
255
721000
4000
我们可以赋予每一个粒子唯一的新载荷
12:23
Then we can spin these in eight dimensions尺寸,
256
725000
3000
然后在八维空间中旋转
12:26
and see what the whole整个 pattern模式 looks容貌 like.
257
728000
2000
看看整体的图案是什么样的
12:30
Here we can see the second第二 and third第三 generations of matter now
258
732000
2000
这里 我们可以看到物质的第二代和第三代
12:32
related有关 to the first generation by a symmetry对称 called "trialitytriality."
259
734000
4000
通过一种叫“三重性”对称和第一代相关联
12:38
This particular特定 pattern模式 of charges收费 in eight dimensions尺寸 is actually其实
260
740000
3000
在八维中的这个特殊的载荷图案是
12:41
part部分 of the most beautiful美丽 geometric几何 structure结构体 in mathematics数学.
261
743000
3000
数学中最为漂亮的几何结构之一
12:46
It's a pattern模式 of the largest最大 exceptional优秀 Lie谎言 group, E8.
262
748000
3000
这是最大的例外型李群E8的图案
12:50
This Lie谎言 group is a smooth光滑, curved弯曲 shape形状 with 248 dimensions尺寸.
263
752000
3000
李群是光滑曲线形的248维空间
12:54
Each point in this pattern模式 corresponds对应 to a symmetry对称
264
756000
3000
图案的每一点都能这个极其复杂而又美丽的
12:57
of this very complex复杂 and beautiful美丽 shape形状.
265
759000
2000
图案中找到对称点
13:00
One small part部分 of this E8 shape形状 can be used
266
762000
2000
E8中的一小部分可以用来描述
13:02
to describe描述 the curved弯曲 space-time时空 of Einstein's爱因斯坦 general一般 relativity相对论,
267
764000
3000
爱因斯坦广义相对论中用来解释重力的
13:05
explaining说明 gravity重力.
268
767000
1000
扭曲时空
13:07
Together一起 with quantum量子 mechanics机械学, the geometry几何 of this shape形状
269
769000
3000
这个几何形状和量子力学一起
13:10
could describe描述 everything about how the universe宇宙 works作品
270
772000
2000
能够以最小的尺度
13:12
at the tiniest最小的 scales.
271
774000
2000
描述万物之理
13:14
The pattern模式 of this shape形状 living活的 in eight-dimensional八维 charge收费 space空间
272
776000
3000
而在八维载荷空间中的这个图案
13:17
is exquisitely玲珑 beautiful美丽,
273
779000
3000
显得异常美丽
13:21
and it summarizes总结 thousands数千 of possible可能 interactions互动
274
783000
2000
它还囊括了上千种这些基本粒子之间
13:23
between之间 these elementary初级 particles粒子, each of which哪一个
275
785000
2000
可能的相互作用 每一种作用
13:25
is just a facet of this complicated复杂 shape形状.
276
787000
2000
只是这个复杂形状的一个平面
13:30
As we spin it, we can see many许多 of the other intricate错综复杂 patterns模式
277
792000
2000
转动它时 可以看到包含其中的很多
13:32
contained in this one.
278
794000
1000
错综复杂的图案
13:36
And with a particular特定 rotation回转, we can look down through通过 this pattern模式
279
798000
2000
通过某种旋转 我们可以在八维空间
13:38
in eight dimensions尺寸 along沿 a symmetry对称 axis
280
800000
3000
沿一个对称轴方向观察这个图案
13:41
and see all the particles粒子 at once一旦.
281
803000
2000
并且一次看尽所有粒子
13:44
It's a very beautiful美丽 object目的, and as with any unification统一,
282
806000
3000
这是个很美的结构 和其他统一理论一样
13:47
we can see some holes where new particles粒子 are required需要
283
809000
2000
我们可以看到在这个图案中有一些空格需要
13:49
by this pattern模式.
284
811000
2000
新的粒子来填补
13:52
There are 20 gaps空白 where new particles粒子 should be,
285
814000
2000
在这有20个空格需要新粒子来填补
13:55
two of which哪一个 have been filled填充 by the Pati-Salam帕蒂 - 萨拉姆 particles粒子.
286
817000
2000
其中两个已有帕蒂和萨拉姆粒子填补
13:58
From their location位置 in this pattern模式, we know that these new particles粒子
287
820000
2000
从图案的位置我们知道这些新粒子和
14:00
should be scalar纯量 fields领域 like the Higgs希格斯 particle粒子,
288
822000
3000
希格斯粒子一样存在于标量场中
14:03
but have color颜色 charge收费 and interact相互作用 with the strong强大 force.
289
825000
2000
但是它们拥有色荷 且和强力相互作用
14:06
Filling填充 in these new particles粒子 completes完成 this pattern模式,
290
828000
2000
填入这些新粒子使图案完整
14:08
giving us the full充分 E8.
291
830000
2000
让我们得到完整的E8
14:10
This E8 pattern模式 has very deep mathematical数学的 roots.
292
832000
3000
这个E8图案有着深厚的数学根基
14:13
It's considered考虑 by many许多 to be the most beautiful美丽 structure结构体
293
835000
3000
在数学界中它被很多人认为是
14:16
in mathematics数学.
294
838000
1000
最美丽的结构
14:17
It's a fantastic奇妙 prospect展望 that this object目的 of great
295
839000
3000
有人预言 这个拥有无比数学美的结构
14:20
mathematical数学的 beauty美女 could describe描述 the truth真相 of particle粒子 interactions互动
296
842000
3000
能够以我们可以想象到的最小尺寸
14:23
at the smallest最少 scales imaginable想象.
297
845000
2000
描述粒子相互作用的真相
14:25
And this idea理念 that nature性质 is described描述 by mathematics数学
298
847000
5000
而这个数学描述自然的理论
14:30
is not at all new.
299
852000
2000
并不是刚刚出来的
14:32
In 1623, Galileo伽利略 wrote this:
300
854000
2000
1623年 伽利略写道:
14:36
"Nature's自然的 grand盛大 book, which哪一个 stands站立 continually不断 open打开 to our gaze凝视,
301
858000
3000
“大自然这本一直展示在我们面前的书
14:39
is written书面 in the language语言 of mathematics数学.
302
861000
2000
是用数学的语言写的
14:42
Its characters人物 are triangles三角形, circles and other geometrical几何 figures人物,
303
864000
3000
它由三角形 圆形和其他几何形状组成
14:45
without which哪一个 it is humanly从人的角度 impossible不可能 to understand理解
304
867000
2000
没有了这些东西 在人力所及的范围里我们
14:47
a single word of it;
305
869000
1000
根本不能了解
14:49
without these, one is wandering飘零 around in a dark黑暗 labyrinth迷宫."
306
871000
3000
没有了这些 我们会迷失在黑暗的迷宫中”
14:54
I believe this to be true真正, and I've tried试着
307
876000
2000
我相信这是真的
14:56
to follow跟随 Galileo's伽利略 guidance指导 in describing说明 the mathematics数学
308
878000
2000
我曾试过按照伽利略的指导只用三角形
14:58
of particle粒子 physics物理 using运用 only triangles三角形, circles
309
880000
3000
圆形和其他的几何形状去描述
15:01
and other geometrical几何 figures人物.
310
883000
1000
量子物理的数学性
15:03
Of course课程, when other physicists物理学家 and I actually其实 work on this stuff东东,
311
885000
3000
当我和其他物理学家在研究这些东西时
15:06
the mathematics数学 can resemble类似 a dark黑暗 labyrinth迷宫.
312
888000
3000
数学就像一个黑暗的迷宫
15:11
But it's reassuring令人欣慰 that at the heart of this mathematics数学
313
893000
3000
但是我们确信 数学的核心是
15:14
is pure, beautiful美丽 geometry几何.
314
896000
2000
纯粹美丽的几何学
15:18
Joined加盟 with quantum量子 mechanics机械学, this mathematics数学
315
900000
2000
数学和量子力学一起
15:20
describes介绍 our universe宇宙 as a growing生长 E8 coral珊瑚,
316
902000
2000
把我们的宇宙描述为一个在成长的E8珊瑚
15:22
with particles粒子 interacting互动 at every一切 location位置 in all possible可能 ways方法
317
904000
4000
同时粒子在每个可能的位置相互作用
15:26
according根据 to a beautiful美丽 pattern模式.
318
908000
2000
展现出美丽的图案
15:30
And as more of the pattern模式 comes into view视图 using运用 new machines
319
912000
2000
借助大型强子对撞机之类的新型机器
15:32
like the Large Hadron强子 Collider对撞机, we may可能 be able能够 to see
320
914000
3000
图案得到进一步丰富 我们可能看到
15:35
whether是否 nature性质 uses使用 this E8 pattern模式 or a different不同 one.
321
917000
4000
到底E8图案还是另一种图案反映了自然的本质
15:40
This process处理 of discovery发现 is a wonderful精彩 adventure冒险 to be involved参与 in.
322
922000
3000
这个探索过程是一个奇妙的探险
15:44
If the LHCLHC finds认定 particles粒子 that fit适合 this E8 pattern模式,
323
926000
3000
如果对撞机发现了符合E8图案的粒子
15:47
that will be very, very cool.
324
929000
2000
那可太酷了
15:50
If the LHCLHC finds认定 new particles粒子, but they don't fit适合 this pattern模式 --
325
932000
3000
如果对撞机发现了新粒子 但不符合这个图案
15:53
well, that will be very interesting有趣, but bad for this E8 theory理论.
326
935000
4000
那会非常有趣 虽然对E8理论不利
15:58
And, of course课程, bad for me personally亲自.
327
940000
2000
而且 在一定程度上 对我不利
16:00
(Laughter笑声)
328
942000
3000
(笑声)
16:03
Now how bad would that be?
329
945000
1000
那到底有多不利呢?
16:04
Well, pretty漂亮 bad.
330
946000
2000
恩 那是十分的不利啊
16:06
(Laughter笑声)
331
948000
4000
(笑声)
16:10
But predicting预测 how nature性质 works作品 is a very risky有风险 game游戏.
332
952000
2000
但推测大自然的运作总是很冒险的
16:13
This theory理论 and others其他 like it are long shots镜头.
333
955000
3000
这个理论和其他这类型的理论都是在下大注
16:17
One does a lot of hard work knowing会心 that most of these ideas思路
334
959000
3000
即使花很多精力取得很多成果
16:20
probably大概 won't惯于 end结束 up being存在 true真正 about nature性质.
335
962000
1000
也不一定能得出自然的真理
16:22
That's what doing theoretical理论 physics物理 is like:
336
964000
1000
理论物理就是这样
16:24
there are a lot of wipeoutswipeouts.
337
966000
1000
失败是很常见的
16:26
In this regard看待, new physics物理 theories理论 are a lot like start-up启动 companies公司.
338
968000
3000
这样看来 新物理理论就像新开的公司
16:32
As with any large investment投资, it can be emotionally感情上 difficult
339
974000
2000
巨大投资后 对那些失败的尝试
16:34
to abandon放弃 a line线 of research研究 when it isn't working加工 out.
340
976000
2000
情感上总会难以割舍
16:37
But in science科学, if something isn't working加工, you have to
341
979000
2000
但在科学界 如果没有用
16:39
toss折腾 it out and try something else其他.
342
981000
1000
就要丢掉它 再试试别的
16:42
Now, the only way to maintain保持 sanity明智 and achieve实现 happiness幸福
343
984000
3000
而在这些不确定中
16:45
in the midst中间 of this uncertainty不确定 is to keep balance平衡
344
987000
2000
唯一能够保持理智并获得幸福的方法是
16:47
and perspective透视 in life.
345
989000
2000
在生活中保持平衡和明察事理
16:51
I've tried试着 the best最好 I can to live生活 a balanced均衡 life.
346
993000
2000
我已经尽可能保持生活的平衡了
16:53
(Laughter笑声)
347
995000
3000
(笑声)
16:56
I try to balance平衡 my life equally一样 between之间 physics物理, love and surfing冲浪 --
348
998000
3000
我试着在物理 爱情和冲浪中寻找平衡
16:59
my own拥有 three charge收费 directions方向.
349
1001000
2000
就是我三个载荷的方向
17:01
(Laughter笑声)
350
1003000
2000
(笑声)
17:03
This way, even if the physics物理 I work on comes to nothing,
351
1005000
2000
这样 就算我的物理研究没有任何成果
17:05
I still know I've lived生活 a good life.
352
1007000
2000
我依然拥有美好的生活
17:08
And I try to live生活 in beautiful美丽 places地方.
353
1010000
2000
我试着在风景优美的地方居住
17:10
For most of the past过去 ten years年份 I've lived生活 on the island of Maui毛伊岛,
354
1012000
3000
过去十年 我大部分时间都住在毛伊岛
17:13
a very beautiful美丽 place地点.
355
1015000
2000
一个超级漂亮的地方
17:15
Now it's one of the greatest最大 mysteries奥秘 in the universe宇宙 to my parents父母
356
1017000
3000
现在 我父母最大的谜团是
17:18
how I managed管理 to survive生存 all that time without engaging
357
1020000
3000
我是怎样在没有一个全职工作的情况下
17:21
in anything resembling类似 full-time全职 employment雇用.
358
1023000
2000
活下来的
17:23
(Laughter笑声)
359
1025000
4000
(笑声)
17:27
I'm going to let you in on that secret秘密.
360
1029000
1000
我要告诉你们这个秘密
17:31
This was a view视图 from my home office办公室 on Maui毛伊岛.
361
1033000
1000
这是我在毛伊岛上的家庭办公室的照片
17:35
And this is another另一个, and another另一个.
362
1037000
4000
这些也是
17:39
And you may可能 have noticed注意到 that these beautiful美丽 views意见
363
1041000
2000
你们可能注意到这些照片
17:41
are similar类似, but in slightly different不同 places地方.
364
1043000
2000
似曾相似 但背景稍有不同
17:45
That's because this used to be my home and office办公室 on Maui毛伊岛.
365
1047000
3000
因为这曾经是我在毛伊岛的家和办公室
17:48
(Laughter笑声)
366
1050000
2000
(笑声)
17:50
I've chosen选择 a very unusual异常 life.
367
1052000
2000
我选择了一种不同寻常的生活
17:53
But not worrying令人担忧 about rent出租 allowed允许 me to spend my time
368
1055000
2000
不担心房租 让我把时间花在
17:55
doing what I love.
369
1057000
1000
喜欢做的事情上
17:57
Living活的 a nomadic游牧 existence存在 has been hard at times,
370
1059000
2000
流浪的生活方式有时会很艰难
17:59
but it's allowed允许 me to live生活 in beautiful美丽 places地方
371
1061000
2000
也正因此 我才能可生活在美丽的地方
18:01
and keep a balance平衡 in my life that I've been happy快乐 with.
372
1063000
3000
维持我所喜欢的平衡的生活
18:05
It allows允许 me to spend a lot of my time hanging out
373
1067000
2000
我可以花大量的时间在
18:07
with hyper-intelligent超智能 coral珊瑚.
374
1069000
2000
超级聪明的珊瑚上
18:11
But I also greatly非常 enjoy请享用 the company公司 of hyper-intelligent超智能 people.
375
1073000
2000
同时我也很乐意和超级聪明的人打交道
18:14
So I'm very happy快乐 to have been invited邀请 here to TEDTED.
376
1076000
2000
很高兴能被邀请到这儿演讲
18:17
Thank you very much.
377
1079000
1000
谢谢大家
18:18
(Applause掌声)
378
1080000
13000
(掌声)
18:31
Chris克里斯 Anderson安德森: I probably大概 understood了解 two percent百分 of that,
379
1093000
1000
我想我只懂了百分之二的部分,
18:32
but I still absolutely绝对 loved喜爱 it. So I'm going to sound声音 dumb.
380
1094000
6000
但是我绝对喜欢它。所以我想献一下丑。
18:38
Your theory理论 of everything --
381
1100000
3000
你的万物理论...
18:41
Garrett加勒特 Lisi丽丝: I'm used to coral珊瑚.
382
1103000
1000
我喜欢称之为珊瑚理论
18:42
CACA: That's right. The reason原因 it's got a few少数 people
383
1104000
2000
好吧,它让人们兴奋的原因是
18:44
at least最小 excited兴奋 is because, if you're right, it brings带来
384
1106000
3000
如果你是对的,那就把
18:47
gravity重力 and quantum量子 theory理论 together一起.
385
1109000
2000
重力和量子理论结合了起来。
18:50
So are you saying that we should think of the universe宇宙,
386
1112000
3000
所以你是不是说我们应该了解
18:53
at its heart -- that the smallest最少 things that there are,
387
1115000
3000
在宇宙中那些最微小的事物
18:56
are somehow不知何故 an E8 object目的 of possibility可能性?
388
1118000
7000
有可能就是E8模型?
19:03
I mean, is there a scale规模 to it, at the smallest最少 scale规模,
389
1125000
2000
我是说,你心里是不是有一个最小的尺寸,
19:05
or ...?
390
1127000
1000
还是....?
19:06
GLGL: Well, right now the pattern模式 I showed显示 you that corresponds对应
391
1128000
3000
嗯,刚刚给你们看得图案
19:09
to what we know about elementary初级 particle粒子 physics物理 --
392
1131000
4000
就是我们所知的基本粒子物理,
19:13
that already已经 corresponds对应 to a very beautiful美丽 shape形状.
393
1135000
3000
而且它已经是一个很漂亮的图案了。
19:16
And that's the one that I said we knew知道 for certain某些.
394
1138000
1000
那个就是我所说的我们很确信的地方。
19:18
And that shape形状 has remarkable卓越 similarities相似之处 -- and the way it fits适合
395
1140000
4000
而这个形状和E8有着明显的相似处,
19:22
into this E8 pattern模式 could be the rest休息 of the picture图片.
396
1144000
3000
在剩下的图片中几乎和E8合为一体。
19:26
And these patterns模式 of points that I've shown显示 for you
397
1148000
3000
我给你们看得这些点状图案
19:29
actually其实 represent代表 symmetries对称性 of this high-dimensional高维 object目的
398
1151000
4000
实际上代表着高维物体的对称性,
19:33
that would be warping翘曲 and moving移动 and dancing跳舞
399
1155000
3000
这些图案在我们生活的时空中,
19:36
over the space空间 time that we experience经验.
400
1158000
2000
蜷曲,移动和舞蹈。
19:39
And that would be what explains说明 all these
401
1161000
2000
这就解释了所有的
19:41
elementary初级 particles粒子 that we see.
402
1163000
1000
我们所看见的基本粒子。
19:42
CACA: But a string theorist理论家,
403
1164000
3000
克里斯:但是就我的理解,
19:45
as I understand理解 it, explains说明 electrons电子 in terms条款 of much smaller
404
1167000
2000
弦理论家会在更小的弦震动里
19:47
strings字符串 vibrating振动 --
405
1169000
1000
解释电子--
19:48
I know you don't like string theory理论 -- vibrating振动 inside it.
406
1170000
2000
我知道你不喜欢弦理论。
19:51
How should we think of an electron电子 in relation关系 to E8?
407
1173000
5000
但我们该怎样理解在E8模型中的电子?
19:57
GLGL: No, it would be one of the symmetries对称性 of this E8 shape形状.
408
1179000
3000
加勒特:不,它将会是这个E8型状对称性的一部分。
20:01
So what's happening事件 is, as the shape形状 is moving移动 over space-time时空,
409
1183000
4000
所以实际上,当这个形状在时空中游走,
20:05
it's twisting盘曲. And the direction方向 it's twisting盘曲 as it moves移动
410
1187000
4000
它会扭曲。而它扭曲的方向就是
20:09
is what particle粒子 we see. So it would be --
411
1191000
2000
我们所看到的粒子。所以就是--
20:11
CACA: The size尺寸 of the E8 shape形状,
412
1193000
2000
E8形状的大小,
20:13
how does that relate涉及 to the electron电子?
413
1195000
1000
是怎么样和电子相联系的呢?
20:14
I kind of feel like I need that for my picture图片.
414
1196000
2000
我自己有些想象不出来。
20:16
Is it bigger? Is it smaller?
415
1198000
1000
它会大些还是小些?
20:17
GLGL: Well, as far as we know electrons电子 are point particles粒子,
416
1199000
2000
嗯,就我们所知电子是点粒子,
20:20
so this would be going down to the smallest最少 possible可能 scales.
417
1202000
3000
所以这个会让我们看到最小的尺寸。
20:24
So the way these things are explained解释 in quantum量子 field领域 theory理论
418
1206000
2000
所以在量子场论中,这些东西的解释方式是
20:26
is, all possibilities可能性 are expanding扩大 and developing发展 at once一旦.
419
1208000
4000
所有的可能性都在同时展开发展。
20:30
And this is why I use the analogy比喻 to coral珊瑚.
420
1212000
2000
这也是我为什么拿珊瑚作类比。
20:33
And in this way, the way that E8 comes in is
421
1215000
7000
因为这样,E8的进入方式是
20:40
it will be as a shape形状 that's attached at each point in space-time时空.
422
1222000
4000
一个可以连接时空中每一点的形状。
20:45
And, as I said, the way the shape形状 twists曲折 --
423
1227000
4000
还有,想我所说的,形状在经过这个曲线的表面时
20:49
the directional定向 along沿 which哪一个 way the shape形状 is twisting盘曲
424
1231000
2000
它的扭曲的方式
20:51
as it moves移动 over this curved弯曲 surface表面 --
425
1233000
1000
和其的扭曲方向是
20:52
is what the elementary初级 particles粒子 are, themselves他们自己.
426
1234000
4000
基本粒子它们自己。
20:56
So through通过 quantum量子 field领域 theory理论, they manifest表现 themselves他们自己
427
1238000
4000
所以根据量子场论,它们自己把放大到
21:00
as points and interact相互作用 that way.
428
1242000
1000
和点一样,然后相互作用。
21:02
I don't know if I'll be able能够 to make this any clearer更清晰.
429
1244000
2000
我不知道我能不能解释得更加清楚了。
21:04
(Laughter笑声)
430
1246000
4000
(笑声)
21:08
CACA: It doesn't really matter.
431
1250000
1000
克里斯:没关系。
21:09
It's evoking唤起 a kind of sense of wonder奇迹, and I certainly当然
432
1251000
4000
它已经激起了我们的兴趣。
21:13
want to understand理解 more of this.
433
1255000
3000
我确定我想了解的更多。
21:16
But thank you so much for coming未来. That was absolutely绝对 fascinating迷人.
434
1258000
2000
太感谢你的光临了。你的演说太吸引人了。
21:18
(Applause掌声)
435
1260000
3000
(掌声)
Translated by Hua Liu
Reviewed by Zach Xue

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Garrett Lisi - Physicist
Physicist Garrett Lisi has proposed a new "theory of everything" -- a grand unified theory that explains all the elementary particles, as well as gravity.

Why you should listen

Working from principles of differential geometry, physicist Garrett Lisi is developing a new unified theory that purports to explain all the elementary particles, and gravity, in one elegant model. His theory is based on a mathematical shape called E8. With 248 symmetries, E8 is large, complex and beautiful -- and Lisi believes the relationships of its symmetries correspond to known particles and forces, including gravity.

His work, explained in his paper "An Exceptionally Simple Theory of Everything," and in an ongoing discussion on FQXi, is still on science's speculative fringe. But some physicists believe he could be pointing the way toward a truly unified theory.

More profile about the speaker
Garrett Lisi | Speaker | TED.com

Data provided by TED.

This site was created in May 2015 and the last update was on January 12, 2020. It will no longer be updated.

We are currently creating a new site called "eng.lish.video" and would be grateful if you could access it.

If you have any questions or suggestions, please feel free to write comments in your language on the contact form.

Privacy Policy

Developer's Blog

Buy Me A Coffee